腐蝕表面

圖8-2為鎳基合金層在25℃的20%HCl溶液中浸泡不同時間後的腐蝕表面及

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圖8-1 鎳基合金層於(a)25℃與(b)50℃酸液下，浸泡時間與腐蝕速率之關係圖

C Si Ni Cr Fe O

1 - 4.85 79.00 4.84 11.31 - 2 1.96 4.01 80.60 3.48 4.07 5.89

圖8-2 鎳基合金層在25℃的20%HCl溶液中浸泡不同時間後的腐蝕表面及EDS分 析結果(in wt%)，其中(a)為30分鐘；(b)為(a)的放大圖；(c)為12 小時；(d) 為72 小時

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EDS分析結果。比較浸泡30分鐘的腐蝕表面(圖8-2a)與未經浸泡的表面(圖6-1及 6-2)，並比對點1的EDS結果可知，只有γ-Ni固溶體+Ni3Si顆粒的區域(基地相)有被 腐蝕的現象，故可知基地相對20%HCl溶液耐腐蝕性為顯微組織中最差。從放大 圖(圖8-2b)可清楚看到γ-Ni固溶體+Ni3Si顆粒的區域(基地相)與其他相的界面沒有 明顯的間隙存在，Ni₃Si顆粒會殘留在腐蝕表面，這結果指出Ni3Si顆粒對20%HCl 溶液的耐腐蝕性比γ-Ni固溶體好。浸泡12小時後(圖8-2c)，基地相與Ni3B+Ni3Si層 氧化之後會具有耐6%FeCl₃溶液腐蝕的特性。當浸泡時間增加至12小時(圖8-3c)，

腐蝕表面已呈現大量的孔洞以及失去支撐的相崩塌、掉落至孔洞的現象。從散落 的棒狀物與多邊形顆粒的形態與尺寸可知是Cr₇C₃與CrB；從細長的形態可知是樹 枝狀Ni₃Si。當浸泡時間增加至72小時(圖8-3d)，腐蝕表面比浸泡12小時更為嚴重

，但從散落的相的形態與尺寸仍可判斷樹枝狀Ni₃Si、Cr₇C₃與CrB是存在的。因此

，綜合圖8-3可知，基地相與Ni₃B是最先被腐蝕的相，而基地相與其他相的界面不 但是最先被腐蝕的界面，更會形成明顯的裂縫。長時間的浸泡後仍可發現樹枝狀 Ni3Si、Cr7C3與CrB的存在，因此推測這些相對6%FeCl₃溶液有良好的耐腐蝕性。

圖8-4為鎳基合金層在25℃的60%H2SO4溶液中浸泡不同時間後的腐蝕表面及 EDS分析結果。從圖8-4a可知，在25℃的60%H2SO4溶液中浸泡3小時後，腐蝕表 面可觀察到只有基地相及樹枝狀Ni₃Si被腐蝕，且從點1及點2的EDS結果可知，這

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C Si Ni Cr Fe O

1 - 7.12 72.79 4.28 11.34 4.47 2 - - 88.38 4.06 7.56 - 3 - 15.79 81.80 - 2.41 - 4 - - 4.09 92.42 3.49 -

圖8-3 鎳基合金層在25℃的6% FeCl₃溶液中浸泡不同時間後的腐蝕表面及EDS分 析結果(in wt%)，其中(a)為10分鐘；(b)為(a)的放大圖；(c)為12小時；(d)為 72小時

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C Si Ni Cr Fe O

1 - 3.68 49.84 3.75 7.35 2.84 2 - 9.82 45.63 - 1.25 7.15 3 7.56 29.03 27.61 - - 35.80

圖8-4 鎳基合金層在25℃的60%H₂SO₄溶液中浸泡不同時間後的腐蝕表面及EDS 分析結果(in wt%)，其中(a)為3小時；(b)為(a)的放大圖；(c)為12小時；(d) 為72小時

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兩個位置都有氧化的現象。觀察放大圖(圖8-4b)可發現，基地相與其他相的界面 依然有間隙存在，但與浸泡在20%HCl溶液與6%FeCl₃溶液不同的是間隙較不明顯

。當浸泡時間增加至12小時(圖8-4c)，原本只有部分氧化的基地相及樹枝狀Ni₃Si 已大部分轉變為氧化物層，且出現在基地相與其他相的界面的間隙也因氧化物層 表面明顯比25℃嚴重。就圖8-5a來說，鎳基合金層在50℃的 20%HCl溶液中浸泡 12小時的腐蝕表面便已與在25℃的20%HCl溶液中浸泡72小時相似，即腐蝕表面 有氧化物層及大量孔洞的存在。當浸泡時間增加至72小時(圖8-5b)，腐蝕表面充 滿大量孔洞，並且較耐腐蝕的相會因為失去支撐而崩塌、掉落至孔洞。從圖8-5c 與圖8-5d可知，當鎳基合金層浸泡在50℃的6%FeCl₃溶液時，腐蝕表面依然與25℃

相似，即從腐蝕表面已無法清楚分辨未腐蝕的顯微組織，取而代之的是大量孔洞 以及崩塌的相。在50℃的60%H₂SO4溶液的部分，鎳基合金層經過12小時(圖8-5e) 的浸泡，基地相與樹枝狀Ni₃Si皆已轉變成氧化物層，此與在25℃的浸泡72小時相 似，此外先前出現在基地相與其他相的界面的蝕孔亦有增多之趨勢；當浸泡時間 增加至72小時(圖8-5f)，出現在腐蝕表面的氧化物層並沒有明顯因60%H₂SO4溶液

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圖8-5 鎳基合金層分別於50℃的不同酸液中，浸泡不同時間的SEM照片，其中 (a)20%HCl，12小時；(b)20%HCl，72小時；(c)6%FeCl₃，12小時； (d)6%FeCl₃

，72小時；(e)60%H₂SO₄，12小時；(f)60%H₂SO₄，72小時

132 16.6±0.1μm。比較三條曲線可知，鎳基合金層浸泡在6%FeCl3溶液有最深的腐蝕 深度；在60%H₂SO4溶液中的腐蝕深度最淺；浸泡在20%HCl溶液的深度則介於兩 6%FeCl₃溶液浸泡過的試片亦可觀察到(圖8-7c與d)，但較不同的是距腐蝕表面 20μm處已呈現嚴重崩塌，而距腐蝕表面1440μm處的腐蝕/未腐蝕界面，以及未受